Способ направленного бурения скважин и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК E21B7/04 

(54) СПОСОБ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ Изобретение относится к области буре ния скважин, и может быть использовано тугя управления направлением бурения скважин. Известны способы направленного бурения, которые преоусматривают управление условиями взаимодействия бурового пороцоразрушающего наконечника с определенным сектором забоя и призабойной стенки скважины Ll. Однако эти собы сложны и не позволяпот нацен но управлять искривлением прибольшой глубине бурения. Наиболее близким к препложённому изобретению является способ направленного бурения, включающий изменение сопротивления разрушаемой породы на . участках направленного бурения 2. Это способ осуществлют с помощью электро магнитного излучения. Основной недостаток известного способа - необходимость ориентирования эле тромагнитного излучателя с поверхнос-, ти и применения специального канала для СКВАЖИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ поцвоДа электроэнергии или автономного источника электроэнергии, что усложняет, способ и не обеспечивает достаточной точности направленного бурения, Целью изобретения является упрощение способа и повышение точности направленного бурения.. Цель достигается тем, что изменение сопротивления разрушаемой породы осуществляют в процессе бурения путем удаления частиц разрушенной породы в при- забойной зоне заданного направления бурения и формирования скопления частиц в противоположно расположенной зоне с помощью ориентированной асимметричной промывки золы долота. При этом для предотвращения разрушения массива породы, слагающей стенки скважины, за счет гидромониторного эффекта и возникновения поперечной силы на буровом долоте от реактивной силы при формировании желательной картины течения в зоне долота струи промьточной жидкости направляют параллельно оси долота

747975 или таигенциапьно относительно его поперё юГо с ечёния. Устройство для осуществления описываемого способа направленного бурения, включающее в себя корпус и долото с каналами, снабжено установленным в- кор пусе на подшипниках эксцентричным гру аом и сЬединенньтм с ним золотниковым секторным лепестком, размещенным над долотом.. На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого спойоба(на фиг. 2 - то же, сечениеА-А на фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б-Б т фиг. 1, на фиг. 4 - вид по стрелке В на фиг. t; на фиг. 5 и б- схемы положения осей промьйочных каналов долота относительно его оси.i . : -., , , .. Устройство содержит корпус 1 с резьбами 2, эксцентричный груз 3, укрепленный на оси 4, установленной на подшипниках 5 с помсядьто упорных колец 6. Крышки 7 подшипников 5 имеют отверстия 8 для прохода промьюочной жидкости и фиксируются в корпусе 1 с помощькз упорньрс втулок 9. Ось 4 соединяется с удлинителем 10 оси регулировочной муфтой 11. Секторный ,лепесток 12, закрепленный на удлинителе 10, устанавливается над буровым долотом 13 с промывочной пли- той 14. Оси промывочных каналов в пром вочной плите долота располагаются параллельно оси долота или тангенциально отно л - - .. . снтельно его поперечного сечения 1см. фиг. 5 и 6). ,,.i:..s-j.:. .В протсессе прения с прямой промыв кой при вращении жолойны бурильных труб йш вала забойного даигатепя с цойртой в скважинах, которые практически нйког да не бывают строго вертикальными, враодатедьное движениесоЬёршабт т&клсё кор пус устройства с долотом так, нижняя поверхность секторного лепестка йаходи ся РЯДОМ с верхней поверхностьк промььвочной плиты, в которой выполне ны боковые промывочные каналы долота. Эксцентричный груз под действием силы тяжест устанавливается в апсидйльной плоскости скважины между ее осью и вертикально, (Оставаясь постоянно в таком положений при вращении корпуса и поддерживая, в не изменном положении секторный лепесток, связанный с ним. Гиправлическиё со- противления.в зоне секторного лепестка больше гидравлических сопротивлений в противоположной зоне. Поэтому промы %бчнН;я ЖИДКОСТЬ напрйвляётся прёймущест

жжЖМава я венно через открытые каналы долота с боковой промывкой и создается ориентированная асимметричная промывка. Жидкость, вытекающая через боковые промывочные отверстия долота в секторе желательного отклонения скважины, движется к периферии зоны долота, образует в ней восходящий поток, увлекая частицы разрушенной породы из зоны долота, и буровое долото своей боковой поверхностью под действием поперечной силы, вызванной обычными отклоняющими 1устройствами, взаимодействует не с частицами разрушенной породы, а с массивом породы. В секторе нежелательного oi клоненйя скважины из-за отсутствия восходящего потока жидкости удаления частиц разрушенной породы ухудщаётся, образуется их скопление и буровое долото под действием поперечной силы от продольного изгиба колонны и геологических факторов разрушает не массив породы, а частицы разрушенной породы. При малом объеме разрушенной породы в промывочную жидкость, подаваемую с поверхности, вводят частицы наполнителя, прочность которых равна или ниже прочности частиц разрушенной породы. Изобретение позволяет упростить- и повысить точность и надежность управления направлением бурения скважин путем увеличения интенсивности искусственного искривления скважин и уменьшения интен-сивности естественного искривления скважин, что улучшаем качество стволов и сокращает затраты на строительство сжважйн. Форм у па и 3 о б р е те я и я 1.Способ йайрйвленного бурения скважин, включакиций иэмейение сопротивления разрушаемой пороаы на участках направленного бурения, отличающийся тем, что, с aerttro упрош1ения способа и повышения точности направления бурения, изменение сопротивления разрушаемой породы осуществляют в прсиессе бурения путем удаления частиц разрушенной породы в призабойной зоне заданногб направления бурения и формирования скопления частиц в противоположно расположенной зоне путем ориентированной асимметричной промывки зоны долота. 2.Способ по п. I, о т л и ч а и и с я тем, что струи промьточной жидкости направляют параллельно оси долота цли тангенциально относительно его поперечного сечения.

3. Устройство ОЛЯ осуществления способа по пл. 1- и 2, включающее в себя корпус и долото с каналами, о т л и- чающееся тем, что оно снабжено установленными в корпусе на подшипниках эксцентричным грузом и соединенным с ним золотниковым секторным лепестком, установленным над долотом.

747975

Источники информации, принятые во внимание при экспеотиае

1,Шитихин В,В. Бурение направленных геологоразведочных скважин. М., Тоогеоптехиздат, I960.

2.Авторское свидетельство СССР N9 470585, кл . Е 21 В 7/04, 1973 (прототип).

(Риг.г Вид.д Фиг. Оси npOffi /6o,ff6/ ornSepcmuu Ось ffo OffJO.

747975 0 Фиг. 5